JPS6132245B2 - - Google Patents

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JPS6132245B2
JPS6132245B2 JP55109150A JP10915080A JPS6132245B2 JP S6132245 B2 JPS6132245 B2 JP S6132245B2 JP 55109150 A JP55109150 A JP 55109150A JP 10915080 A JP10915080 A JP 10915080A JP S6132245 B2 JPS6132245 B2 JP S6132245B2
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carbon material
gas
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Inoue Japax Research Inc
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    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B23H1/06—Electrode material
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素粒を混合処理をし同時に酸素を
含有させた放電加工用電極などのカーボン材の製
造方法に関する。 従来、炭素粒の粉体を型中に充填し加圧成形
し、この際に、粉体焼結材を混練した炭素粒を用
いることがあり、また型中の粉体を１方から加圧
しながら加熱をし又は加圧端に電流を通じ粒間放
電をさせながら通電ジユール熱の作用とイオン拡
散の作用を行わせ加圧をし、粉体を焼結し成形を
した。また雰囲気を保護管理して加熱加圧成形を
する場合があつた。さらに炭素材粒体に補助材を
用いて均一混練をしたものを型の両端に対向配置
した電極から通電し、その際真空にしてグロー放
電をさせる雰囲気気体を電離しイオンを発生させ
炭素粒に衝突させて焼結する成形法が提案され
た。これらの方法によつて所定形状の電極材が得
られたが、放電加工用の電極としては、焼結成形
した炭素電極の比抵抗値を向上し、比抵抗値と相
関する熱伝導率を改良することは、まだ十分では
ない。 本発明は、前記の現状にかんがみ、放電加工用
炭素電極材、通電ブラツシ、シール材等として、
比抵抗値を高め高熱伝導性を有し耐酸化性と耐熱
性等において改良されたものを提供することを目
的とする。 次に、本発明の概要を説明する。炭素粒を混合
するとき、紫外線を加え又はグロー放電をし、炭
素粒の表面にオングストローム・オーダーの酸化
膜を生成させ又は含有酸素量を少なくとも
10ppm以上さらに1000ppm以上に増加させる。
酸素の含有量を増すのに、オゾンを発生させミツ
クスして含有させることも一手段である。また、
炭素源としてカーボンフアイバー、例えばタール
を溶融して紡出したもの、を引き出す際に気中で
紫外線、グロー放電等を照射してオゾンを作用さ
せて含有させ、このフアイバーを炭素源とするこ
とも一手段である。焼結温度で分解して炭素に含
有可能な酸素供給剤を添加することも一手段であ
る。こうして酸素を成形焼結時に所定量を含有さ
せるが、焼結時に、焼結中の発生ガス、例えば、
炭化水素、水素、一酸化炭素、二酸化炭素その
他、を検出して焼結を制御することにより所定量
の酸素含有炭素を焼結することができる。こうし
て得た成形炭素材は、放電加工用電極として内部
に含有酸素が残留し吸着し分散して比抵抗値を高
め、従来品に比較して、加工速度が大きく消耗比
が少ないきわめて顕著な効果をもたらす。さら
に、本発明の炭素材は、混合炭素及び添加剤の選
択利用によつて、摩擦係数、硬度、密度、電気伝
導度、グラフアイト含有度を変化させることがで
き、この変化によつて得られた酸素含有炭素材
は、電極のほか、オイルシール材、通電ブラツシ
ユその他に適用することができ、きわめて顕著な
効果がもたらされる。 次に、本発明を実施例について説明する。原料
炭素源として、石油コークス３〜５ミクロン直径
のものに、蒸発温度が200℃のタールを６％を添
加し、150℃で均一に混合した後焼結成形したＡ
組成物を生成する。混合に先だち予じめ石油コー
クスを、オゾン気体中で約３時間さらして酸素含
有処理をしたものを＃１とする。又オゾン処理を
１時間したものと＃２とし、10分処理物を＃３と
し、第１表中のブランク及び在来のままの炭素成
形品Ｃに対して得たものの試験結果を第１図に示
した。
【表】 第１図に示した曲線Ｃは、在来法で得られたも
のについて、同図のＡ群は第１表に示した酸素を
含有させたものの測定結果である。熱伝導率は密
度に相関することが公知であるが、第１図のＣ曲
線は密度を大にし、そのためには多軸加圧焼結を
し焼結温度と焼結加熱法、例えば成形型内で３軸
加圧と同時に通電焼結を型を電極として行う方法
など、を適当に選択して、熱伝導率が大になる手
段を用いる。第１図のＣ曲線のように密度を大に
し熱伝導率を良好にし抵抗値を小にした在来法に
よる成形電極材と比較し、本発明のＡ群のもの
は、同じ加熱成形をして高抵抗値の炭素材が得ら
れることを示す。すなわち、本発明の場合は、密
度と抵抗値との関係は、従来の常識を超えたもの
であることを示す。 第１表の酸素含有炭素材を加熱焼結するとき、
発生ガスは第２図のＢ曲線に沿つて発生し、320
℃の処理において最初約20％程度のものが蒸発
し、時間経過にしたがつて減少するが、60時間以
上すると再び発生量が増加するようになる。最初
は炭化水素ガスａが多くなり、20時間以後水素ガ
スｂが発生し、更に80時間経過すると酸素ガスｃ
が多い気体が発生することが確認できた。含有酸
素ガスを維持するためには、短時間急速加熱によ
る炭素のグラフアイト化をさせるほどに有効な方
法をとることが重要であり、そのためには、第２
図の例では、約20時間程度以内の急速加熱によつ
て焼結炭素材のグラフアイト化処理を行うことが
好ましい。在来法が行つてきた160〜200時間加熱
は適当ではない。本発明によれば、約20時間加熱
によつて、すなわち、きわめて短縮した加熱時間
で、良好な、第１図Ａ群に示す良好な高抵抗値の
炭素成形品が得られる。 次に、他の応用実施例について説明する。この
実施例の炭素にはコークス粒とタール炭素を用い
た。この混合のときに、紫外線の照射をし又はグ
ロー放電をさせながら混合をし、グラフアイト表
面にオングスト・オーダーの酸化層を形成させ
る。この際、平均加熱温度と許容温度差及び焼結
時間を制御して行う。また炭素源のタール炭素の
特性を利用し、タールからカーボン繊維を紡出し
て製造し、この繊維に紫外線の照射をし又はグロ
ー放電をさせながら、繊維に酸素源としてオゾン
を作用させ含有させ、次に、酸素含有カーボン繊
維から粉体繊維を製造し、この粉体繊維をコーク
ス粒、タール炭素粉粒又はこれらの混合物ととも
に混合し、次に焼結することで、1000ppmの素
含有焼結炭素材が得られる。 グラフアイトは、理論的な到達可能な比重での
結晶の比抵抗値が、40×10-6Ω・cmであるが、実
際に工業的に得られるものは、比重が100％に達
成されるものが得られないから、加圧方向に平行
な方向で100〜1000×10-6Ω・cm程度である。こ
れを本発明のものでは同程度において1000〜
10000×10-6Ω・cmとなり、又加圧と直角方向の
密度が約103Ω・cmオーダーとなる。なお多軸加
圧により方向性を改良したものは、直角方向の数
値が平行方向ののものに、ほぼ等しく、したがつ
て、比抵抗がほぼ等しくなる。 比抵抗値をαとし、熱伝導率をβとし、比抵抗
値αは熱伝導βに比例し、常数をｋとすれば次式
が成立する。 α＝ｋβ ｋは常数 (1) 従来のものはｋ＝300オーダーであるが、本発
明のものはｋ≧1000、すなわち、従来のものの３
倍以上である。ただし、αとμΩ・cmでβをcal/
cm・ｓｅｃ・℃で示した場合である。 酸素を含有させるのに、オゾンを発生させ含有
させた例について説明したが、オゾンは酸素供給
源の１実施例であつて、オゾンに限定せずに、ど
のような形であれ、グラフアイトに酸素を含有さ
せる他の酸素供給源を用いても、目的を達成する
ことができる。少なくとも10ppmの酸素含有グ
ラフアイトは、第１図と第３図に示したように、
Ａで示す範囲内をもつて、熱伝導率と比抵抗の関
係を改良することができる。密度の向上が困難な
場合又は密度向上をした場合のいずれの場合も、
第１表と第１図及び第３図に示したように、酸素
を含有させることによつて、比抵抗を増大させ
る。 また、高抵抗値の炭素材は、硬度及び摩擦抵抗
度を向上させる。さらに耐酸化性を良好にする。
これらの性質の向上によつて、本発明の酸素含有
グラフアイトは、含有酸素量を制御することによ
つて、摩擦抵抗性、硬度、電気伝導度又はグラフ
アイト化度を、自由に変化させることができ、し
たがつて、その用途に応じて定めた酸素量を含有
させ、放電加工電極、オイルシール材、通電ブラ
ツシユ、などに成形し利用する。 酸素含有グラフアイトの焼結成形の際は、発生
ガス量を検出して行い、10ppmから1000ppmま
での含有酸素のものを、きわめて短時間の焼結で
得られる。 すでに説明したように、本発明の酸素含有炭素
は、オゾンその他の酸素源をもつて、紫外線の照
射をし又はグロー放電をしながら含有させた炭素
粒粉を混合させるなどによる前処理をして得た焼
結粉粒体を、その焼結温度と時間とを選定し、焼
結時の発生ガスを検出チエツクしきわめて短時間
に焼結を終る。必要に応じて焼結しながら等方圧
を加えて方向性を調整し、比重、密度、熱伝導
性、比抵抗値、硬度、などを、任意に選択して焼
結成形し、またグラフアイト化度を任意に選択し
て、その用途に適合して製造することができる。
また、この製造炭素材は、耐酸化性、耐熱性及び
耐摩耗性において、顕著にすぐれ、高抵抗性を示
し、きわめて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例の比抵抗値と熱伝導
率の関係図を、第２図は熱処理時間と発生ガスの
関係図を、第３図は他の実施例の比抵抗値と熱伝
導度の関係図を示す。 Ａ……本発明のもの、Ｂ……例示過程のもの、
Ｃ……従来のもの、ａ……炭化水素ガス、ｂ……
水素ガス、ｃ……酸素ガス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ カーボン粒体に酸素を含有せしめる処理を
    し、含有酸素量を少なくとも10ppm以上の混合
    体を加圧成形し加熱処理をし、加熱温度と加熱時
    間を制御して前記含有酸素が少なくとも10ppm
    以上残留し吸着したまま焼結成形体とすることを
    特徴とした酸素含有カーボン材の製造方法。 ２ 焼結成形を、炭化水素、水素、酸素又はこれ
    らから成る発生ガスを検知しながら制御する特許
    請求の範囲の第１項に記載の酸素含有カーボン材
    の製造方法。 ３ 酸素を含有せしめる処理を、紫外線照射もし
    くはグロー放電によるオゾンを発生して酸素含有
    させる特許請求の範囲の第１項に記載の酸素含有
    カーボン材の製造方法。
JP10915080A 1980-08-11 1980-08-11 Preparation of carbonaceous material containing oxygen Granted JPS5734005A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10915080A JPS5734005A (en) 1980-08-11 1980-08-11 Preparation of carbonaceous material containing oxygen
US06/290,778 US4521328A (en) 1980-08-11 1981-08-06 Method of making carbon material
EP81303624A EP0046077B1 (en) 1980-08-11 1981-08-07 Method of manufacture of carbon material
DE8181303624T DE3167940D1 (en) 1980-08-11 1981-08-07 Method of manufacture of carbon material

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS5734005A (en) 1982-02-24
DE3167940D1 (en) 1985-02-07
US4521328A (en) 1985-06-04
EP0046077A1 (en) 1982-02-17
EP0046077B1 (en) 1984-12-27

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